水平喷射淋雨仪测量结果不确定度评定

1、附录 C水平喷射淋雨仪测量不确定度评定示例C.1压力水头测量不确定度评定概述测量设备：钢卷尺 ， 测量范围： (0 3000 ）mm ，分度值： 1mm ，准确度等级： I 级。被测对象：压力水头。测量过程：在名义压力水头为610mm 时水位作一标记线，选取水箱底面为测量基准面，用钢卷尺分别测量喷嘴中心相对于基准面的高度h0 和 610mm压力水头的水位标记线相对于基准面的高度h1 。C.1.2 数学模型H 610 h1h0式中：名义压力水头为 610mm 的压力水头实测值， mm ；H 610h1时的水位标记线相对于基准面的高度，mm ；名义压力水头为 610mm喷嘴中h心相对于基准面的高度

2、，mm 。0方差和灵敏系数方差： uc2u2 (H 610 )c12 u 2 (h1 )c22u2 (h0 )灵敏系数： c1H 6101h1H 6101c2h0各输入量的标准不确定度评定输入量 h1 的标准不确定度 u( h1 ) 的评定来源于u测(h1量)设备重复性引入标准不确定度在重复性条件下， 对喷嘴中心相对于基准面的高度连续测量 10 次，得到测量列 (mm) ：次数12345678910长度 (mm)142142142143142142142143142142喷嘴中心相对于基准面的高度单次测量结果的平均值：10h1ih1i 1142.2mm10实验标准偏差：10h1ih1s(h1

3、)i 10.422 mmn1实际在重复性条件下以3 次测量算数平均值作为测量结果， 测量设备测量重复性引入的标准不确定度：u(h1 )s(h1 )0.243mm38.217输入量 h0 的标准不确定度 u( h0 ) 的评定u( h0 ) 由测量设备引入， I 级钢卷尺的最大允许误差为±0.1mm ，通常认为在区间内服从均匀分布，即 ?= 3，则钢直尺的示值误差引入的不确定度为：u( h0 )0.10.058mm3合成标准不确定度uc以上两分量彼此独立，互不相关，故合成标准不确定度为：uc hu 2 h1u2 h0(0.243) 2(0.058) 20.251mm扩展不确定度 U 的

4、评定取包含因子 k2 ，则Ukuc h20.2510.502mm测量不确定度的报告与表示水平喷射淋雨仪压力水头偏差校准结果的扩展不确定为：U0.5mm k2C.2喷嘴小孔直径测量不确定度评定概述测量设备：数码显微测量系统，MPE ：±0.005mm 。被测对象：喷嘴小孔直径。测量过程：将喷嘴圆盘拆下放置数码显微测量系统的显微镜载物台上。选取中心小孔为校准点， 在内圈圆周和外圈圆周上随机选取各2 点校准点，分别测量 5 个小孔直径。调整位置、焦距、灯源等，使视频中的图像清晰显示。点击进入测试软件的测量操作界面，测量每个小孔的直径。每个校准点重复测量3次，取 3 次测量结果的平均值作为校

5、准结果。数学模型dd '式中：喷嘴d小孔直径， mm ；喷嘴小d'孔直径实测值，mm ；方差和灵敏系数方差： uc2u 2 (d )c2 u 2 (d ' )d灵敏系数： c1'd各输入量的标准不确定度评定C.2.4.1 输入量 d '') 的评定的标准不确定度 u(d 1'来源于u(测d量1)设备测量重复性引入的测量不确定度。在重复性条件下， 对小孔直径连续测量 10 次，得到测量列 (mm) ：次数123456789101.0000.9960.9980.9960.9960.9981.0010.9961.0000.998长度 (mm)0

6、323328302小孔直径重复测量，其结果的平均值：10'd 'idi 10.9982mm10实验标准偏差：10'd 'id 'i 10.0019 mms( d 1)n1实际在重复性条件下以3 次测量算数平均值作为测量结果， 测量设备测量重复性引入的标准不确定度：u(d '1 )')0.0011mms(d138.217C.2.4.2 数码显微测量系统示值误差引入标准不确定度分量u(d '2) 的评定数码显微测量系统示值误差引起的标准不确定度可根据检定证书或校准证书给出的该游标卡尺的最大允许误差来评定，属均匀分布，可采用 B 类方法

7、评定。数码显微测量系统的最大允许误差为 ±0.005mm ，通常认为在区间内服从均匀分布，即 ?= 3，则数码显微测量系统的示值误差引入的不确定度为：u( d '2 )0.0050.0029mm3C.2.4.3 数码显微测量系统分辨力引起的标准不确定度 u(d '3) 的评定数码显微测量系统分辨力为0.001mm ，其量化误差以等概率分布在半宽为a 的0区.0005间内mm，属均匀分布，即包含因子k3 ，故引入的不确定度为：'0.0005u(d 3 )0.0003mm标准不确定度分量汇总由于数码显微测量系统测量重复性引入的标准不确定度分量大于其分辨率引入的标准

8、不确定度分量， 故只取数码显微测量系统测量重复性引入的标准不确定度分量。标准不确定度分量汇总如下：标准不确定度序号不确定度来源符号类别分布灵敏系数(mm)1测量重复性u(d '1 )A正态10.0011数码显微测量系统示值误u(d '2 )2差B均匀10.0029合成标准不确定度uc以上分量彼此独立，互不相关，故合成标准不确定度为：uc du 2 d '1u 2 d'20.001120.0029 20.0031mm扩展不确定度 U 的评定取包含因子 k2 ，则Ukuc d20.00310.0062 mm测量不确定度的报告与表示喷嘴小孔直径校准结果的扩展不确定度为

9、：U 6.2mk 2C.3 喷嘴小孔外圈圆周直径测量不确定度评定概述测量设备：游标卡尺，测量范围： （ 0200 ）mm ，分度值： 0.01mm ，MPE ：±0.03mm 。被测对象：喷嘴小孔外圈圆周直径。测量过程： 用游标卡尺外量爪测量分布小孔的外圈圆周上对称的两个小孔外侧之间的距离D ' ，减去小孔直径得出喷嘴小孔外圈圆周直径。数学模型DD 'd式中：D 喷嘴小孔外圈圆周直径，mm ；喷嘴小D'孔外圈圆周上对称的两个小孔外侧之间的距离，mm ；d 喷嘴小孔直径， mm 。方差和灵敏系数方差： uc2u2 ( D)c12 u2 (D ' ) c2

10、2 u 2 ( d )D1灵敏系数： c1D'c2D1d各输入量的标准不确定度评定输入量 D ' 的标准不确定度 u( D '1 ) 的评定'来源于u(测D量1)设备测量重复性引入的测量不确定度。在重复性条件下， 对喷嘴小孔外圈圆周直径连续测量10 次，得到测量列 (mm) ：次数12345678910长度 (mm)32.5632.5632.5432.5632.5632.5432.5632.5632.5632.56喷嘴小孔外圈圆周直径单次测量结果的平均值：10'D ' i实验标准偏差：Di 132.556mm10D ''D 

11、9;i)i 10.008 mms( D 1n1实际在重复性条件下以3 次测量算数平均值作为测量结果， 测量设备测量重复性引入的标准不确定度：u(D '1 )')0.005mms( D138.217C.3.4.2 游标卡尺示值误差引入标准不确定度分量u( D '2)的评定游标卡尺示值误差引起的标准不确定度可根据检定证书或校准证书给出的该游标卡尺的最大允许误差来评定，属均匀分布，可采用B 类方法评定。游标卡尺的最大允许误差为 ±0.03mm ，通常认为在区间内服从均匀分布，即?= 3，则游标卡尺的示值误差引入的不确定度为：u( D '2 )0.030.01

12、7mm3C.3.4.3 游标卡尺分辨力引起的标准不确定度u(D '3) 的评定游标 卡 尺分 辨 力 为 0.01mm ， 其 量 化 误 差以 等概 率 分布 在 半 宽为a 0.005mm 的区间内，属均匀分布，即包含因子 k3 ，故引入的不确定度为：'0.005u( D 3 )0.003mm输入量 d 的标准不确定度 u(d ) 的评定u(d ) 由喷嘴小孔直径校准结果的扩展不确定度引入，已由前面计算得出：u(d)0.003mm。标准不确定度分量汇总由于游标卡尺测量重复性引入的标准不确定度分量大于其分辨率引入的标准不确定度分量， 故只取游标卡尺测量重复性引入的标准不确定度分量。标准不确定度分量汇总如下：标准不确定度序号不确定度来源符号类别分布灵敏系数(mm)1测量重复性u(D '1)A正态10.0052游标卡尺示值误差u(D '2 )B均匀10.0173喷嘴小孔直径测量u(d )B均